一种人员定位系统
技术领域
本发明涉及定位领域，具体涉及一种人员定位系统。
背景技术
随着物联网技术、RFID、传感器技术、近程通信以及计算技术等在国内的发展，现已经逐渐应用于公共安全、城市管理、能源环保、交通运输、公共事业、农业服务、医疗卫生、教育文化、旅游等多个领域，未来几年仍将保持快速发展。
近年来，执法规范化建设的不断深入，对公安行业机关办案功能区等方面的执法硬件设施提出了更高、更细的要求。为从源头上遏制和预防刑讯逼供等事件的发生，排除非法证据，进一步规范公安行业机关执法行为。
但是在实际工作中，公安机关在办案中心仍存在一些不规范行为。例如部分公安机关在办案中心随意留置或超时间留置嫌疑人的行为，使得嫌疑人的合法权益得不到保障。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种人员定位系统，以解决上述问题。
本申请提供了一种人员定位系统，其包括：
数据获取模块，用于获取处于办案中心的人员的定位数据；
数据存储模块，用于存储所述定位数据；
预警模块，用于根据所述定位数据判断所述办案中心的人员所处的位置和/或判断所述办案中心的人员在该位置停留的时间是否符合预设的预警条件，若是，则向相关工作人员发出报警提示；
查询模块，用于根据身份信息查询办案中心人员的历史定位数据。
优选地，所述办案中心的人员包括警察和犯罪嫌疑人。
优选地，所述数据获取模块包括定位手环和无线传感器网络；所述无线传感器网络包括多个无线传感器节点和通信基站，所述定位手环与所述无线传感器网络互相通信，所述定位手环通过所述无线传感器网络定时将自身的定位数据发送至数据存储模块。
优选地，所述预设的预警条件包括：
所述办案中心的人员所处的位置属于禁止进入的区域和/或所述办案中心的人员在其所处位置停留的时间长度超过预设停留时长阈值。
优选地，办案中心人员定位系统还包括显示模块，所述显示模块用于生成办案中心的定位地图，根据查询模块获得的历史定位数据生成活动轨迹，并将所述活动轨迹在所述定位地图上进行显示。
本发明的有益效果为：
本发明通过对办案中心人员的位置进行实时监测以及存储，实现了在监测到办案中心人员所处的位置以及在该位置逗留的时间符合预设的预警条件时，向相关工作人员发出报警体术。有效地避免了部分公安机关在办案中心随意留置或超时间留置嫌疑人的行为，使得嫌疑人的合法权益得到有力的保障。同时，由于存储了办案中心人员的位置信息，可以对警察和犯罪嫌疑人实现实时的定位以及活动轨迹回放，实现了对办案中心人员的准确定位以及安全管理。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1，为本发明一种人员定位系统的一种示例性实施例图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本发明一方面提供了一种人员定位系统，其包括
数据获取模块1，用于获取处于办案中心的人员的定位数据；
数据存储模块2，用于存储所述定位数据；
预警模块3，用于根据所述定位数据判断所述办案中心的人员所处的位置和/或判断所述办案中心的人员在该位置停留的时间是否符合预设的预警条件，若是，则向相关工作人员发出报警提示；
查询模块4，用于根据身份信息查询办案中心人员的历史定位数据。
在一种实施方式中，所述办案中心的人员包括警察和犯罪嫌疑人。
在一种实施方式中，所述数据获取模块1包括定位手环和无线传感器网络；所述无线传感器网络包括多个无线传感器节点和通信基站，所述定位手环与所述无线传感器网络互相通信，所述定位手环通过所述无线传感器网络定时将自身的定位数据发送至数据存储模块2。
在一种实施方式中，所述预设的预警条件包括：
所述办案中心的人员所处的位置属于禁止进入的区域和/或所述办案中心的人员在其所处位置停留的时间长度超过预设停留时长阈值。
在一种实施方式中，办案中心人员定位系统还包括显示模块，所述显示模块用于生成办案中心的定位地图，根据查询模块4获得的历史定位数据生成活动轨迹，并将所述活动轨迹在所述定位地图上进行显示。
通过对办案中心人员的位置进行实时监测以及存储，实现了在监测到办案中心人员所处的位置以及在该位置逗留的时间符合预设的预警条件时，向相关工作人员发出报警体术。有效地避免了部分公安机关在办案中心随意留置或超时间留置嫌疑人的行为，使得嫌疑人的合法权益得到有力的保障。同时，由于存储了办案中心人员的位置信息，可以对警察和犯罪嫌疑人实现实时的定位以及活动轨迹回放，实现了对办案中心人员的准确定位以及安全管理。
在一种实施方式中，办案中心人员定位系统还包括视频获取模块，所述视频获取模块用于获取对办案中心人员进行监控的视频信息，并发送至数据存储模块2进行存储；
所述显示模块在定位地图上显示所述办案人员的活动轨迹的同时，也显示对办案中心人员进行监控的视频信息。
在一种实施方式中，所述无线传感器节点包括定位节点和普通节点，所述定位节点的位置已知，所述定位节点的数量为多个，所述定位数据包括定位手环与每个定位节点分别进行通信时所需要的最小转发次数、每个定位节点的平均单次转发距离、定位手环的编号和定位手环与定位节点的最小通信时间。
在一种实施方式中，定位手环与每个定位节点分别进行通信时所需要的最小转发次数通过如下方式获取：
对于第c个定位节点，其采用广播的方式向定位手环发送转发次数采集数据包，普通节点或其它定位节点在接收到所述转发次数采集数据包后，将转发次数采集数据包中的转发次数采集数据包的转发次数的数值加1，然后再广播出去，c∈[1,N],N表示定位节点的总数；
定位手环接收来自第c个定位节点的多个转发次数采集数据包，获得多个转发次数采集数据包的转发次数，定位手环将数值最小的转发次数采集数据包的转发次数加上1，将得到的数值作为其与第c个定位节点之间通信时所需要的的最小转发次数。
在一种实施方式中，每个定位节点的平均单次转发距离通过如下方式获取：
对于第c个定位节点，其在无线传感器网络中广播包含自身位置的单次转发距离计算包，普通节点在接收到所述单次转发距离计算包后，将单次转发距离计算包中包含的单次转发距离计算包的转发次数加上1后广播出去；
对于第c个定位节点，其在接收到多个来自定位节点d的单次转发距离计算包后，将多个单次转发距离计算包的转发次数中数值最小的单次转发距离计算包的转发次数加上1，将得到的数值作为其与第d个定位节点之间的最小转发次数jumc,d，c∈[1,N],，N表示定位节点的总数,d∈D，D表示无线传感器网络中除了第c个定位节点之外的所有定位节点的集合；
第c个定位节点根据其与其它定位节点的最小转发次数，计算自身的平均单次转发距离：
式中，avehdc表示第c个定位节点的平均单次转发距离，xc和yc分别表示第c个定位节点的横坐标和纵坐标，xd和yd分别表示D中第d个定位节点的横坐标和纵坐标。
本发明上述实施方式，通过加权求和的方式来获取第d个定位节点的平均单次转发距离，在权重系数的设置上，D中与定位节点c之间最小转发次数越小的定位节点，获得的权值越大，能够有效地降低平均单次转发距离的计算误差，因为两个定位节点之间最小转发次数越大，最终的计算误差就越大。有利于提高对办案中心人员进行定位的准确性。
在一种实施方式中，定位手环与定位节点的最小通信时间通过如下方式获得：
对于第c个定位节点所发送的转发次数采集数据包，所述转发次数采集数据包中包含转发次数采集数据包的发送时刻，普通节点或其它定位节点在接收到所述转发次数采集数据包后，在所述转发次数采集数据包中写入接收到转发次数采集数据包的时刻、将转发次数采集数据包广播出去的时刻和自身ID；
根据最小转发次数对应的转发次数采集数据包，计算定位手环与第c个定位节点的最小通信时间：
式中，mitc表示定位手环与第c个定位节点的最小通信时间，tse,g和tar,g分别表示参与转发的过程的第g个无线传感器节点将转发次数采集数据包广播出去的时刻和接收到转发次数采集数据包的时刻，G表示参与转发过程的无线传感器节点的集合，tse,c表示第c个定位节点发送所述转发次数采集数据包的时刻，tar,c表示定位手环接收到第h个定位节点发送的转发次数采集数据包的时刻。
本发明上述实施方式，在计算最小通信时间时，通过将转发次数采集数据包的接收时间减去器发送时间以及转发过程中每个参与转发的无线传感器节点的处理时间，从而能够得到准确的最小通信时间，为后续的测量距离的计算提供了准确的数据。
在一种实施方式中，定位手环与每个定位节点的测量距离通过如下方式进行计算：
tdc＝α×avehdc×miretc+β×mitc×sp
式中，tdc表示定位手环与第c个定位节点的测量距离，avehdc表示第c个定位节点的平均单次转发距离，miretc表示定位节点与第c个定位节点之间通信时所需要的的最小转发次数，mitc表示定位手环与第c个定位节点的最小通信时间，sp表示电磁波的传播速度，α和β表示预先设定的权重系数。
在计算每个定位节点的测量距离时，不仅仅是通过平均单次转发距离和最小转发次数进行计算，还加入了最小通信时间来进行计算，能够有效地避免由于平均单次转发距离和最小转发次数的计算误差引起的测量距离的误差，使得测量距离的计算更为准确，从而能为后续的定位手环的位置计算提供更为准确的测量距离数据。
在一种实施方式中，所述定位手环的位置通过如下方式进行获取：
根据定位手环与N个定位节点的测量距离集合{tdc|c∈N}，建立以下方程：
上式中，(x,y)表示定位手环的位置，(xc,yc)表示第c个定位节点的位置，c∈[1,N],，N表示定位节点的总数,tdc表示定位手环与第c个定位节点的测量距离；
上述方程可以变化为如下形式的方程：
BX＝c
求解上述方程，可得解为：
将上述线性回归方程的残差记为resie0,
将集合{tdc|c∈N}中的元素选取M个出来，组成候选集合Rj,
通过下式进行加权求和，得到方程(1)的最终解
根据方程X，解得定位手环的位置(x,y)。
通过建立线性方程组的方式来对定位手环的位置进行计算，而且不是简单地采用三角定位的方式，有利于提高定位的准确性，因为如果仅是选取3个测量距离来进行定位，有可能会选到误差较大的测量距离，造成定位的不准确。而建立线性回归方程组的方式，联立多个测量距离，能够准确地获得定位手环的位置。在对线性方程组进行求解时，通过CNM个不重复的候选集合分别计算线性方程组的解，然后根据的候选集合的残差作为权重，对获得的CNM个线性方程组的解进行加权融合，从而得到定位手环与N个定位节点的测量距离集合建立的线性回归方程的解，能够得到定位手环的准确坐标。
在一种实施方式中，普通节点用于与定位手环进行通信，将定位数据传输到定位节点，定位节点用于将定位数据传输到基站；
对于无线传感器网络中的普通节点h，其接收来自第c个定位节点的多个转发次数采集数据包，获得多个转发次数采集数据包的转发次数，普通节点h将数值最小的转发次数采集数据包的转发次数加上1，将得到的数值作为其与第c个定位节点之间通信所需要的的最小转发次数，由于有N个定位节点，普通节点h与不同的定位节点之间通信所需要的最小转发次数共有N个；
普通节点h接收到来自定位手环的定位数据后，从N个最小转发次数中选取数值最小的最小转发次数所对应的定位节点d，作为其将定位数据的接收目标，d∈[1,N]；
普通节点h计算其与定位节点d的之间的通信能效比指数coindexd,h，若coindexd,h小于预设的通信能效比阈值cindexthred,h，则直接将定位数据包传输到定位节点d，否则，普通节点h从其邻居节点中，选取与定位节点d之间通信所需要的最小转发次数最小的另一个普通节点，将定位数据转发到所述另一个普通节点；
所述通信能效比指数通过如下方式进行计算：
式中，mioretomi和miorettmi分别表示普通节点h的邻居节点中，与定位节点d之间通信所需要的最小转发次数的最小值和最小转发次数的次小值，
mioretoma和miorettma分别表示普通节点h的邻居节点中，与定位节点d之间通信所需要的最小转发次数的最大值和最小转发次数的次大值，K表示普通节点h的邻居节点的集合，2noK表示K中元素的总数，mioretk表示集合K中第k个元素与定位节点d之间通信所需要的最小转发次数，mioreth表示普通节点h与定位节点d之间通信所需要的最小转发次数。
本发明上述实施方式，普通节点h与定位节点之间的通信能够自适应地在直接传输和间接传输之间进行切换，有利于延长普通节点h的工作寿命以及整个无线传感器网络的工作寿命。当普通节点h距离定位节点过远时，即通信能效比小于预设的通信能效比阈值时，采用间接传输的方式，更能节约自身的能量，因为随着传输距离的增加，传输能耗也在快速增加，避免直接传输导致普通节点h的能量过快地消耗完毕。而且远距离传输也不利于保证定位数据能够准确高效地发送至汇聚节点，可能需要更多的时间来进行纠错。而且，如果邻居节点距离定位节点d更近，则通信能效比指数越大，然后就能控制普通节点h使用简介传输的方式向定位节点传输定位数据。有利于均衡利用无线传感器网络中的普通节点的能量消耗，提升无线传感器网络的整体工作时长。
在一种实施方式中，所述通信能效比指数通过如下方式进行更新：
首先通过下述条件定期判断是否需要进行更新：
式中，ξ1和ξ2表示预设的比例系数，Eleft表示普通节点h的当前剩余能量，Eint表示普通节点h的初始能量，Eleft,k表示普通节点h的邻居节点集合K中第k个元素的当前剩余能量，Ethre表示预设的判断阈值；
若满足上述条件，则普通节点h通过如下方式更新所述通信能效比指数：
conindex'd＝conindexd-f(ψ)
式中，ψ表示预设的调节系数，σ表示预设的正实数。
本发明上述实施方式，对通信能效比指数定期判断是否需要更新，有利于节约普通节点h的能量。在设置判断条件时，考虑了普通节点h的当前剩余能量以及普通节点h的邻居节点的与普通节点h之间的剩余能量差异程度，在普通节点h的剩余能量越小时，越快进行通信能效比指数的更新，有利于延长普通节点h的工作寿命；在普通节点h与其邻居节点的的剩余能量的差值和大于0时，表示普通节点h的剩余能量较多，从而使得通信能效比指数的减小幅度较小，而在普通节点h与其邻居节点的的剩余能量的差值和小于等于0时，表示普通节点h的剩余能量低于其邻居节点的普遍剩余能量，因此通信能效比指数的减小幅度较大，这样设置，实现了通信能效比指数的自适应调节，有利于节约能量，提升无线传感器网络的工作寿命。实现对办案中心人员的位置的长时间监测。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
